Самонастраивающаяся система регулирования скорости

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН 19) ( С 05 В 13 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ(21) 4310958/24-24 (22) 28,09.87 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В. Аржанов и А.А. Филипас (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР. В 1180844; кл. С 05 В 13/02, 1984,Авторское свидетельство СССР В 1007083, кл. С 05 В 13/02, 1981 (прототип),(54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления, предназначенным для управления автоматизированными электроприводами постоянного тока, и может быть использовано в системах подач металлорежущих станков с устройством числового программного управления. Целью изобретения является повышение динамической точности системы при малых сигналах за-дания, Самонастраивающаяся система регулирования скорости содержит сумматоры 1 и 6, дифференциатор 2, уси" литель 3 с регулируемым усилением, выпрямители 4 и 11, задатчик 5 скорости, регулирующий блок 7, объект 8 регулирования, модель 9 системы, делитель 10 напряжения, компараторы 13 и 14 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Улучшение динамических характеристик по управляющему воздействию в самонастраивающейся системе осуществляется за счет введения производной по задающему сигналу на вход регулирующего устройства в функции относительной величины динамической ошибкии в функции знаков ошибки и эталонного задающего сигнала. 1 ил.Изобретение относится к системамавтоматического управления, предназначенным для управления автоматизированными электроприводами постоянноготока, и может быть использовано всистемах подач станков с устройствомчислового программного управления.Целью изобретения является повышение динамической точности системы 10при малых сигналах задания.На чертеже приведена фукциональная схема самонастраивающеися системы регулчрования скорости.Самонастраивающаяся система содержит сумматор 1 дифференциатор 2,усилитель 3 с регулируемым уаилениемвыпрямитель 4, задатчик 5 скорости,сумматор 6, регулирующий блок 7,объект 8 регулирования, модель 9 системы, делитель 10 напряжения, выпрямитель 11, ключ 12, компараторы 13,14, элемент ИСКЛОЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 15,Регулирующий блок 7 содержит регулятор 16 скорости, сумматор 17,регулятор 18 тока, тиристорный преобразователь 19 и датчик 20 токас шунтом 21.Объект 8 регулирования содержитдвигатель 22 и датчик 23 скорости. ЗОСамонастраивающаяся система регулирования скорости работает следующим образом.Самонастраивающаяся система регулировачия скорости содержит блок само настройки, который включает в себямодель 9 системы, сумматор 1, выпря-мители 4, 11, делитель 10 напряжения,компараторы 13, 14, элемент ИСКЛ 10 ЧЙ 0 ЩЕЕ ИЛИ 15 и последовательно включенные дифференциатор 2, усилитель 3,с регулируемьм усилением и ключ 12.Вход модели 9 подключен к выходу задатчика 5 скорости и моделирует переходную характеристику в системе ре гулирования скорости (скорость вращения электродвигателя). Определениеошибки регулирования осуществляетсяна сумматоре 1, на входы которогопоступают сигналы с выхода модели9 системы и с выхода датчика 23 скорости. Ошибка регулирования о выходесумматора 1 подается на выпрямитель4, предназначенный Для получениямодуля ошибки регулирования, а такжена вход компаратора 13, предназначенного для определения знака ошибки. Выходной сигнал выпрямителя 4поступает на вход делимого делителя 10 напряжения, на вход делителя которого поступает сигнал с выхода выпрямителя 11, входом подключенного к выходу модели 9 системы и осуществляющего получение модуля сигнала выходного сигнала модели 9. Делитель 10 напряжения осуществляет деление сигналов модуля ошибки регулирования (сигнал с выхода выпрямителя 4) на модуль выходного сигнала модели 9системы, Выходной сигнал делителя напряжения представляет собой относительную величину ошибки регулирования. Выходной сигнал делителя 10 напряжения поступает на управляющий вход усилителя 3 с регулируемым усилением. Регулирование величины производной, получаемой дифференциато-, ром 2, осуществляется на усилителе 3 с регулируемым усилием в функции относительной ошибки регулирования по линейному закону. Выходной сигналусилителя 3 с регулируемым усилением через ключ 12 подается на вход сумматора 17. Причем в зависимости от выходного сигнала элемента ИСКЛ 10 ЧА 10- ЩЕЕ ИЛИ 15 ключ 12 может быть замкнут или разомкнут и сигнал по производной может или не может поступать на вход регулятора тока как положительная параллельная связь. При несоответствии заданной динамической характеристики системы (сигнал на выходе модели 9 системы) и динамической характеристики системы (сигнал на выходе датчика 23 скорости вращения) появляется ошибка регулирования на выходе сумматора 1, Причем в зависимости от знаков ошибки регулирования (сигнал на выходе сумматора 1) и выходного сигнала эталонной модели 9 происходят переключения кшоча 12. Компаратор 14 определяет знак эталонного задающего сиг" нала Когда эталонный сигнал положительный, на выходе компаратора сигнал "+ 1, а если задающий сигнал отрицательный, на выходе сигнал "0", Компаратор 13 определяет знак ошибки по скорости вращения, причем, если ошибка по скорости положительная, то на выходе компаратора сигнал "+1", а если ошибка по скорости отрицателж ная, то на выходе компаратора сигнал011Если в динамических режимах в электроприводе действительная ско 1462243рость вращения меньше, чем эталонная скорость вращения (происходит отставание действительной скорости вращения по сравнению с эталонной), то знаки эталонной скорости вращения (на выходе компаратора 13) совпадают. При этом для улучшения динамических характеристик вводится производная по задающему сигналу В этом случае 10 сигналы на выходе компаратора 13 и 14 - "1" или "0" на выходе элемента ИСКЛ 10 ЧАИЩЕЕ ЙЛИ сигнал "1" и ключ 12 замкнут и сигнал по производной от задающего сигнала посту пает на вход сумматора 17.Если в динамических режимах в самонастраивающейся системе регулирования скорости действительная скорость вращения больше, чем эта лонная скорость вращения (происходит опережение действительной скорости по сравнению с эталонной) то знаки эталонной скорости вращения (на выходе компаратора 14) и ошибки по ско В рости вращения (на выходе компаратора 13) не совпадают. В этом режиме сигналы на входах элемента ИСКЛОЧАоЩЕЕ ИЛИ - 15 имеют разные знаки и сигнал на выходе элемента 15 имеет "0". 30 При этом ключ 12 разомкнут и сигнал по производной от задающего сигнала на вход сумматора 17 не поступает.При малых заданиях на скорость .вращения ошибка на выходе первого сумматора 1 мала по величине и выходной сигнал выпрямителя 4 мал. В электроприводе прототипа коэффициент усиления усилителя с регулируемым усилением был близок к нулю и произ водная по заданию на вход регулирующего блока не поступала бы и динамические характеристики не улучшились.В системе в этом режиме определяется относительная величина ошибки на 4 делителе 10 напряжения, которая будет иметь в этом режиме значительную величину, и коэффициент усиления усилителя 3 с регулируемым усилением будет большим, а следовательно, сигнал на выходе усилителя 3 будет значитель,ным. Это приводит к повьппению чувствительности контура самонастройки на малых скоростях вращения, и происходит форсировка динамических процессов в системе, что приведет к улучшению динамических характеристик по управляющему воздействию, а именно к расширениюполосы пропускания частот при малых заданиях на скорость вращения.Самонастраивающаяся система регулирования скорости позволяет улучшить динамические характеристики по управляющему воздействию, а именно повысить динамическую точность системы при малых амплитудах задающего сигнала за счет введения производной по заданию на вход регулятора тока в функции относительных ошибок регулирования и в функции знаков ошибки регулирования и эталонного задающего сигнала.Формула изобретения Самонастраивающаяся система регулирования скорости, содержащаязадатчик скорости, выход которогосоединен с входом дифференциатораи с входом модели системы, выход которой подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которогосоединен с первым входом второго сум"матора и с выходом объекта регулирования, вход которого соединен с выходом регулирующего блока, подключенного первым входом к выходу второго сумматора, второй вход которогосоединен с входом дифференцнатора,выход которого подключен к информационному входу усилителя с регулиру-.емым усилением. прячем выход первогосумматора соединен с входом первоговыпрямителя, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения динамической точности системы при малыхсистемах задания, в нее введены делитель напряжения, второй выпрямитель,,два компаратора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ и ключ, информационный вход которого соединен с выходом усилителяс регулируемым усилением, управляющийвход которого соединен с выходом делителя напряжения, подключенного входом делимого к выходу первого выпрямителя, подключенного входом к входупервого компаратора, выход которогосоединен с первым входом элементаИСКЛЮЧЙОЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа,а второй вход - к выходу второгокомпаратора, вход которого соединенс выходом модели системы и с входомвторого выпрямителя, подключенноговыходом к входу делителя напряжения,выход ключа соединен с вторым входом регулирующего блока,